Температура вспышки и связанные с ней параметры

Некоторых веществ

 

Вещество	Темп. кипения	Темп. вспышки	Темп. самовоспламенения	Пределы взрываемости
	°C	°C	°C	Мин. об.-%	Макс. об.-%
Водород	− 253	…
Метан	− 162	…		4,4	16,5
Ацетилен	− 84	…		2,3
Пропан	− 42	− 96		1,7	10,9
Бутан		− 69		1,4	9,3
Ацетальдегид	+ 20	− 30
n-Пентан	+ 36	− 35		1,4	8,0
Диэтиловый эфир	+ 36	− 40		1,7
Сероуглерод	+ 46	− 30		1,0
Ацетон	+ 56	− 18		2,1
Метанол	+ 65	+ 11		5,5
n-Гексан	+ 69	− 22		1,0	8,1
Этанол	+ 78	+ 13		3,5
Изопропиловый спирт	+ 82	+ 12
n-Гептан	+ 98	− 4		1,0
Изооктан, 2,2,4-Триметилпентан	+ 99	− 12		1,0
n-Октан	+ 126	+ 12		0,8	6,5
Бензин	30-200	< - 20	200-410	0,6
Дизельное топливо	150-390	> + 55	ок. 220	0,6	6,5

В соответствии с НПБ 105-2003 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» температура вспышкиявляется основным показателем, определяющим категорию взрывопожарной и пожарной опасности производств, связанных с использованием легковоспламеняющихся (ЛВЖ) или горючих жидкостей (ГЖ). Существует четыре категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений:

- категория «А» – взрывопожароопасная -Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28 °С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.

Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа;

- категория «Б» – взрывопожароопасная - Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа;

- категория «В1-В4» - пожароопасные - Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива. Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям «А» или «Б»;

- категория «Д» - Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

 

Мероприятия по борьбе с пожарами и взрывами

В зависимости от категории взрывопожароопасности производства, предусматриваются различные мероприятия по борьбе с пожарами и взрывами. Для обеспечения противопожарной безопасности на производстве необходимо:

- Максимально локализовать выделение паров;

- Осуществлять контроль за состоянием воздушной среды помещений;

- Производить вентиляцию помещений;

- Не выливать в санитарную систему и на территории производства горючие жидкости;

- Не курить и не применять открытый огонь;

- Не допускать скопления ветоши, пропитанной нефтепродуктами;

- Иметь средства для тушения пожаров, учитывая, что ЛВЖ и ГЖ можно тушить не всеми средствами.

 

Правила безопасности при выполнении

Лабораторной работы

1. Обращение с лабораторной установкой требует соблюдения правил электробезопасности, так как в ней используется переменный ток напряжением 220 вольт.

2. К работе допускаются студенты, ознакомленные с устройством лабораторной установки, принципом действия и мерами безопасности при проведении лабораторной работы.

3. После проведения лабораторной работы отключить электропитание установки автоматом защиты на задней стенке макета.

 

Практическая часть

Определить приближенно температуру вспышки исследуемой жидкости, заданной преподавателем, по формуле:

 

 

где:

T всп – температура вспышки, ⁰С;

T кип –-температура кипения исследуемой жидкости,⁰С;

Кг – коэффициент горючести

 

m_c + m_H + 4 m_s + m_N – 2 m_o – 2 m_cl – 3 m_F – 5 m_Br

где:

m – число атомов соответственно углерода (С), водорода (Н), серы (S), азота (N), кислорода (О), хлора (Cl), фтора (F), брома (Br) в молекуле исследуемого вещества.

Следует отметить, что значение температуры вспышки, полученное расчетом, может на 10 – 15 ºС отличаться от значения, определенного экспериментально.

Для экспериментального определения значения температуры вспышки существует прибор ПВНЭ (прибор Мартен-Пенского рис. 9), регулятор напряжения (реастат-латтер), секундомер и термометр.

В приборе ПВНЭ осуществляется нагрев жидкости и проверка ее паров на вспышку от внешнего источника зажигания.

Прибор ПВНЭ соединен с регулятором напряжения, позволяющим установить требуемую скорость нагрева жидкости.

 

Рис 9. Устройство прибора ПВНЭ:

 

Рисунок 9 прибор Мартен-Пенского

 

1-мешалка с гибким валом (обеспечивает равномерность нагрева жидкости); 2-латунный тигель с исследуемой жидкостью; 3-крышка с тремя отверстиями, в одно из которых опускается зажженныйфитиль горелки; 4-горелка; 5-термометр;6-нагревательный элемент; 7-корпус, заполненный теплоизоляционным материалом;

8-электрическая ванна.

 

Определение температуры вспышки

1. Осуществляем постепенный нагрев исследуемой жидкости. По мере нагревания возрастает скорость парообразования и увеличивается концентрация паров над нагреваемой жидкостью;

2. Начиная с некоторого значения температуры жидкости (приблизительно 25 °С) вносим в паровоздушную зону источник зажигания (фитиль).

3. Если концентрация паров еще не достигла, то фиксируется отказ (фитиль горит спокойно).

4. Через каждый + 1° или + 2 °С будем повторять вышеуказанное действие, пока не произойдет вспышки на фитиле. Явление вспышки наблюдают при появлении синего пламени над поверхностью исследуемой жидкости. Этот момент зафиксируем по термометру. Это и будет исследуемой жидкости в данный момент.

 

Оформление отчета

 

В отчете необходимо привести:

1.Схему лабораторной установки (рис.9);

2.Порядок выполнения температуры вспышки: Вещество, ожидаемое значение температуры вспышки по расчетной формуле, атмосферное давление (Па), Время от начала испытания на вспышку (мин), Начальная температура исследуемой жидкости (ºС), скорость нагрева жидкости (ºС/мин), результат испытания на вспышку;

3.Определение взрывопожароопасной категории производства, где используется исследуемая жидкость.

Контрольные вопросы

1. Что такое температура вспышки?

2. Что такое температура воспламенения?

3. Что такое температура самовоспламенения?

4. Какие жидкости относятся к классу легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), а какие к классу горючих жидкостей (ГЖ)?

5. Какие нормативные документы используют для определения взрывопожароопасности производства?

6. Перечислите мероприятия по обеспечению противопожарной безопасности производства.

ГЛАВА 8 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ

ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

 

Цель работы

 

Оценить эффективность действия защитного заземления в электроустановках, питающихся от трехфазных трехпроводных сетей с изолированной нейтралью и трехфазных пятипроводных сетей с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ.

 

Содержание работы

 

1. Оценить эффективность действия защитного заземления в электроустановках, питающихся от трехфазных трехпроводных сетей с изолированной нейтралью напряжением до 1кВ.

2. Оценить эффективность действия защитного заземления в сети с изолированной нейтралью при двойном замыкании на заземленные корпуса электроустановок.

3. Оценить эффективность действия защитного заземления в электроустановках, питающихся от трехфазных пятипроводных сетей с заземленной нейтралью напряжением до 1кВ.

4. Определить зависимость изменения напряжения прикосновения при изменении расстояния до заземлителя.

Теоретическая часть

 

Поражение электрическим током может возникнуть в результате нарушения правил техники безопасности при эксплуатации электрических установок и выполнения электрических работ.

По данным института охраны труда наибольшее число поражений от электрического тока (около 85 %) приходится на установки напряжением до 1000В; из этого количества наибольшее число электротравм падает на установки напряжением 220В и выше.

Электрические установки на строительстве большей частью работают в неблагоприятных условиях (в пыльной или влажной среде), подвергаются воздействию атмосферных осадков. Это повышает опасность поражения работающих электрическим током.

Эффективной защитой от поражения электрическим током при пробое напряжения на металлически части оборудования служат заземление

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Принцип действия заземления – снижение до допустимых значений напряжения прикосновения путем уменьшения переходного сопротивления между корпусом электроустановки и землей. Это возможно в случае, когда ток замыкания на землю не будет зависать от величины сопротивления защитного заземления. Это наиболее эффективно в сетях с изолированной нейтралью (УТ).

 

Защитное заземление следует отличать от рабочего заземления, которое необходимо для обеспечения работы электроустановки.

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) предусматривают использование естественных заземлителей – электропроводящих частей коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, находящихся в соприкосновении с землей. В качестве естественных заземлителей могут использоваться:

· проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов; обсадные трубы артезианских колодцев, скважин и т.п.;

· металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие соединение с землей;

· свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле;

· металлические шпунты гидротехнических сооружений;

· заземлители опор отходящих от подстанций воздушных линий электропередач, соединенных с заземляющим устройством подстанции при помощи грозозащитных тросов линий; рельсовые пути не электрифицированных железных дорог при наличии перемычек между рельсами.

Естественные заземлители обладают, как правило, малым сопротивлением растеканию тока, и поэтому использование их для заземления дает весьма ощутимую экономию металла. Недостатками естественных заземлителей являются доступность некоторых из них не электротехническому персоналу и возможность нарушения непрерывности соединения протяженных заземлителей.

Если сопротивление естественных заземлителей не удовлетворяет требованиям, то используются искусственные заземлители, т.е. заземлители специально выполняемые для целей заземления.Искусственные заземлители выполняются в виде вертикальных и горизонтальных электродов. В качестве вертикальных электродов используются стальные трубы с толщиной стенки не менее 3,5 мм, диаметром не менее 10 мм (обычно 50 – 60 мм) и угловая сталь с толщиной полок не менее 4 мм (обычно размеры 40 х 50), длиной 2,5 – 3 м. Горизонтальные электроды выполняются из полосовой стали размером не менее 4 х 12 мм или стали круглого сечения диаметром не менее 6 мм. Заземлители прокладывают на глубине 0,7 – 0,8 м от поверхности земли. Горизонтальные и вертикальные заземлители соединяют между собой при помощи сварки.

Перед вводом заземляющих устройств в строй их испытывают – измеряют сопротивление растеканию тока, о чем должен свидетельствовать специальный протокол. В процессе эксплуатации сопротивление заземляющего устройства не остается постоянным, оно изменяется в зависимости от погодных условий и за счет коррозии заземлителей. Поэтому заземляющие устройства периодически подвергаются осмотрам и испытаниям. При этом время испытания выбирается таким образом, чтобы удельное сопротивление грунта в момент испытания было наибольшим (летом – во время наибольшего просыхания грунта, зимой – во время наибольшего промерзания).

Измерение сопротивления заземляющих устройств подстанций промышленных предприятий производится: после монтажа и капитального ремонта; в первый год эксплуатации; периодически не реже одного раза в 3 года. Измерение сопротивления заземляющих устройств цеховых электроустановок осуществляется не реже одного раза в год. Порядок проведения испытаний и результаты измерений оформляются протоколом. Если измеренные величины сопротивлений не отвечают требованиям, то проводят ревизию заземляющих устройств, устанавливают дополнительные заземлители.

Заземлять электроустановки необходимо в следующих случаях:

а) всегда при напряжении 500В и выше переменного и постоянного тока;

б) при напряжении выше 42В переменного тока и 110В постоянного тока - в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных электроустановках.

 

К частям, подлежащим заземлению, относятся:

а) корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и Т.П.;

б) приводы электрических аппаратов;

в) вторичные обмотки измерительных трансформаторов и трансформаторов местного освещения на 42В, а также корпуса последних;

г) каркасы распределительных шипов, шипов управления, шкафов, металлические конструкции распределительных устройств, металлические оболочки проводов, стальные трубы электропроводки и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования;

д) металлические корпуса переносных электроприемников.

Принципиальные схемы систем заземления: